它们是微小的信号分子，在生物体的许多过程中发挥重要作用。然而，这些物质的确切功能仍然未知，这就是为什么科学家们一直在寻找新的方法来进一步研究它们。德国明斯特大学和中国南京大学的研究人员开发了一种检测植物中重要信使物质的方法，称为磷脂酸。
这种脂质在生物体中起着不同的作用：它影响细胞膜的柔韧性和弯曲性，调节植物的新陈代谢，还作为信号物质调节蛋白质的位置或活性。然而，研究人员尚未发现磷脂酸池的哪一部分具有代谢功能，哪一部分起信号物质的作用。德国和中国科学家开发的生物传感器现在已经改变了这一点：通过将这种传感器结合到植物中，它们可以首次在空间和时间上跟踪磷脂酸的活性。
“我们的方法使我们能够更准确地阐明磷脂酸的动力学，尤其是在压力下的植物中，”合著者、明斯特大学的rgKudla教授说。例如，当暴露在干燥或含盐的土壤中时，植物会受到压力。新方法获得的测量值有助于培养出对未来恶劣环境条件更有适应能力的植物。这项研究发表在《自然植物》杂志上。
背景和方法：
到目前为止，科学家只能通过生化的方法来测量磷脂酸的发生，从而确定某一组织或生物体中脂质的总量。尚不清楚这些细胞在哪些细胞或细胞的哪些部分是活跃的，以及它们的浓度为什么会发生变化。
新研制的生物传感器基于荧光共振能量转移原理。该传感器是一种质膜靶向融合蛋白，磷酸盐结合域位于两种不同的荧光蛋白之间，当受到光刺激时会发出蓝色和黄色荧光。磷脂酸和传感器的结合改变了其构象，从而导致发射光的颜色变化。因此，这种新型传感器被称为“古龙”，它来源于磷脂酸和变色龙的缩写PA。科学家使用现代显微镜方法来测量这些信号。
通过这种方式，研究人员观察了拟南芥植物的根和保卫细胞。他们观察了根的不同区域，并将它们暴露在不同的刺激下，例如增加生长培养基中的盐浓度。显微镜下的颜色显示了磷脂酸的分布和浓度是如何以及在哪里变化的。
在这项研究中，研究人员观察到，如果植物的盐胁迫增加，根中磷脂酸的浓度也会增加。此外，研究人员还可以确定改变的根的位置。“由于传感器只检测所谓的生物活性量，我们可以得出结论，我们检测到的磷脂酸浓度和分布的变化是由于其作为信号物质的功能，”rgKudla说。需要记住的是，磷脂酸也可以在细胞膜的代谢过程和运动中发挥作用。
通过他们的新方法，科学家发现某种蛋白质合成磷脂酸磷脂酶D的活性对植物适应盐胁迫非常重要。此外，该物质显然与细胞的pH值密切相关。“我们的方法为我们提供了植物耐盐机制的基本新见解，”中国南京大学研究的第一作者张文华教授说。
这个程序应该适用于大多数植物有机体，也可以转移到动物细胞和有机体。下一步，科学家计划在其他细胞和组织中使用传感器，并研究磷脂酸和其他信使物质之间的功能相互作用。